精品解析:2026届天津市和平区二模生物试题
2026-05-02
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | 高中生物学人教版选择性必修3 生物技术与工程 |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 高考复习-二模 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 天津市 |
| 地区(市) | 天津市 |
| 地区(区县) | 和平区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.64 MB |
| 发布时间 | 2026-05-02 |
| 更新时间 | 2026-05-02 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-02 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57660988.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
和平区2025—2026学年度高三年级第二次质量调查
生物
一、单项选择题(共12题,每题4分,共48分。在每小题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项)
1. 蜘蛛丝是由蛛丝蛋白构成的一种兼具强度高、弹性大和延展性好等优点的理想生物材料。但是蜘蛛不能像家蚕一样高密度人工饲养,科学家利用蛋白质工程技术破解蛛丝蛋白的结构,用以指导对蚕丝蛋白的修改,让蚕也吐出坚韧的丝。下列有关说法错误的是( )
A. 上述过程运用的蛋白质工程技术是基因工程的延伸
B. 利用蛋白质工程技术可以得到自然界不存在的蛋白质
C. 修改蚕丝蛋白是通过直接修改其氨基酸排列顺序实现的
D. 可利用GenBank数据库检索到已知的蚕丝蛋白序列信息
2. 下列相关实验叙述正确的是( )
A. 验证温度对酶活性的影响,不能选用过氧化氢做催化底物
B. 西红柿富含还原性糖,是鉴定还原性糖的最佳实验材料
C. 黑藻叶肉细胞叶绿体的存在,会干扰细胞质流动的观察
D. 显微镜观察根尖分生区细胞,可以看到染色体的移动过程
3. 褪黑素与机体的神经调节、清除自由基等密切相关。科研人员欲制备褪黑素单克隆抗体用于褪黑素检测,但由于褪黑素无法直接刺激免疫应答的产生,故将其与卵清蛋白偶联,多轮免疫后成功获得免疫小鼠。下列叙述错误的是( )
A. 多轮免疫的目的是获得更多的免疫细胞
B. 获得的杂交瘤细胞需在抗原刺激下分泌褪黑素抗体
C. 可用凝胶电泳对获得的褪黑素单克隆抗体进行鉴定
D. 褪黑素与卵清蛋白偶联后形成的空间构象能被免疫系统识别
4. 某草原群落中存在一条食物链“草→兔→狐”,其中兔摄入的能量去向如图所示,图中①~⑦代表能量值,A~C代表能量类型。下列叙述正确的是( )
A. 未利用的能量是指没有流向分解者的部分
B. 兔和狐之间的能量传递效率可以用(⑤/②)×100%表示
C. ①代表草通过光合作用积累的有机物部分
D. 狐的同化量去向有呼吸作用消耗以及流向下一级
5. 血液中的CO2能透过“血—脑脊液屏障”进入脑脊液,与水结合生成碳酸后解离出H+,H+刺激位于脑干的化学感受器,引起呼吸中枢兴奋,使呼吸运动加深加快。下列叙述错误的是( )
A. CO2刺激呼吸运动加深加快的过程不需要依赖完整的反射弧
B. CO2是调节呼吸运动的重要体液因子
C. 剧烈运动可使血浆中H+浓度升高,呼吸加深加快
D. 给一氧化碳中毒的患者输氧时气体中需含一定浓度的CO2
6. 表型正常的夫妇生育了一个患病男孩,检查发现只有妻子携带此遗传病的致病基因。二人想生育一个健康孩子,医生建议通过对极体进行基因分析,筛选出不含该致病基因的卵细胞,并采用试管婴儿技术辅助生育后代,示意图如下。下列叙述错误的是( )
A. 可初步判断致病基因为隐性,位于X染色体上
B. 此夫妇自然生育患该遗传病子女的概率为25%
C. 若极体1不含致病基因说明卵细胞不含致病基因
D. 采用试管婴儿技术体外受精前精子必须经过获能处理
7. 人的 12 号染色体上有维持细胞正常增殖所必需的 K - Ras 基因。下表是 K - Ras 基因突变前后转录和翻译产物的比较。下列说法正确的是( )
K - Ras 基因
转录产生的 mRNA 的部分序列
翻译产生的对应的氨基酸序列
突变前
5'……GGAGCUGGUGGC……3'
……甘氨酸—丙氨酸—甘氨酸—甘氨酸……
突变后
5'……GGAGCUUGUGGC……3'
……甘氨酸—丙氨酸—半胱氨酸—甘氨酸……
A. K - Ras 基因属于原癌基因,仅在癌细胞中存在并表达
B. 据表分析,转运半胱氨酸的 tRNA 上的反密码子为 ACA
C. 碱基类似物可改变核酸的碱基使 K - Ras 基因发生定向突变
D. 突变前基因中模板链序列为 5'……GGAGCTGGTGGC……3'
8. 现有一个较大的大熊猫种群,雌雄数量相等且可以自由交配,若该种群中B的基因频率为60%,b的基因频率为40%。下列有关说法正确的是( )
A. 自然选择使大熊猫种群的基因型频率定向改变,从而发生进化
B. 大熊猫种群中全部个体所含有的B、b基因,叫作该种群的基因库
C. 若该对等位基因位于常染色体上,则显性个体中出现杂合雌熊猫概率为2/7
D. 若该对等位基因只位于X染色体上,则该种群、的基因型频率分别为16%、40%
9. 某研究者为探究某种植物光合速率与呼吸速率对生长发育的影响,进行如下实验:选取长势一致的该植物幼苗,均分为7组,分别置于20℃、23℃、26℃、29℃、32℃、35℃、38℃、的恒温环境中(光照强度、CO2浓度等其他条件均相同且适宜)。每组幼苗先暗处理1h,再光照1h,测定从实验初始到光照结束时的干重变化量(结果如下表)。下列说法正确的是( )
温度(℃)
20
23
26
29
32
35
38
从实验初始到光照结束时的干重变化(mg)
1
3
4
3
1
-1
-4
暗处理1h后干重变化量(mg)
-2
-4
-6
-8
-10
-8
-8
A. 该植物进行光合作用时,当光照强度突然增强,短时间内C5的量将会减少
B. 23℃和29℃时,该植物的净光合速率相等
C. 35℃时,该植物幼苗的总光合速率为7mg/h
D. 26℃恒温24h条件下,只有光照时间超过9h,该植物幼苗才能正常生长
阅读下列材料,完成下面小题:
肺炎支原体(MP)是原核细胞,无细胞壁,其形态易发生变化,是引发肺炎的病原体之一。MP进入呼吸道后会粘附、侵入上皮细胞,并释放多种毒素,引起宿主细胞损伤。MP的多种抗原决定簇与人体心、肺等重要组织有相同抗原结构,进入机体后会引起自身组织损伤。实验室检测肺炎支原体的方法包括培养法、血清学检测、核酸检测等,个人还可用抗原检测试剂盒进行自检。
10. 下列关于MP的叙述,错误的是( )
A. MP中既有DNA又有RNA
B. MP含有核糖体,能独立合成蛋白质
C. MP形态的变化体现了生物膜的流动性
D. MP必须寄生在细胞内才能完成正常生命活动
11. MP进入机体后引起一系列免疫反应,下列叙述正确的是( )
A. 吞噬细胞能特异性识别并吞噬降解进入机体的MP
B. 呼吸道黏膜纤毛清扫MP,属于机体对抗病原体的第一道防线
C. 人体心、肺组织被抗MP抗体攻击,属于过敏反应
D. 再次感染MP,记忆B细胞被迅速激活并分泌大量抗体
12. 下列关于MP的检测,叙述错误的是( )
A. 通过观察典型菌落进行检测,应使用选择培养基
B. 感染早期采集血清进行抗体检测,可能会出现假阴性
C. 核酸检测法对样品进行PCR扩增,具有更高的灵敏度
D. 抗原检测试剂盒利用了抗原-抗体特异性结合的原理
二、非选择题(共5小题,共52分)
13. 内质网是真核细胞中由膜围成的连续的管道系统,与细胞中多种物质的形成有关。
(1)粗面内质网是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道。当错误折叠蛋白在内质网腔内积聚时,会引发内质网应激(ERS)。正常状态下,内质网上的膜蛋白处于失活状态。当错误折叠蛋白引发ERS时,IRE1就会被活化。活化的IRE1一方面可促进Hac Ⅰ蛋白的合成,该蛋白通过_____(选填“促进”或“抑制”)Bip基因的表达,使错误折叠蛋白在Bip的协助下运出内质网。另一方面,活化的IRE1还可通过切割rRNA影响核糖体的装配,进而减少_____的合成以缓解ERS。
(2)光面内质网是磷脂的合成场所,新合成的磷脂通过多种方式转移到其他结构中。研究发现,在内质网膜与线粒体外膜之间,通过多种蛋白质相互作用形成接触位点(MAMs),如图2所示。当破坏MAMs中的某蛋白时,磷脂会在MAMs的内质网侧积累,这说明线粒体获得磷脂的关键结构是_____。若在内质网与高尔基体之间没有类似MAMs的结构,推测内质网合成的磷脂转运到高尔基体的方式最可能是_____。
(3)内质网是细胞的“钙库”,已知一定浓度的Ca2+可以提高有氧呼吸酶的活性。当ERS发生时,线粒体有助于内质网恢复稳态,分析其机理是_____。
14. 生态学家发现温带森林生态系统中存在“自疏效应”,即同种树木个体聚集分布常导致幼苗存活率下降。同种之间的相互抑制为其他物种定植提供了生存空间,从而促进物种共存。Janzen—Connell假说(简称JC假说)认为同种个体越多,更容易吸引专一性的病原菌、昆虫或动物等聚集,从而对同种幼苗产生负密度制约作用。
(1)种群最基本的数量特征是_____;“自疏效应”会导致森林生物群落的物种丰富度_____。
(2)为验证JC假说,科研团队开展野外控制实验,研究土壤病原真菌和地上植食性昆虫对不同菌根类型树种幼苗存活的影响,结果如下表所示。实验结果表明,_____是引起外生菌根树种负密度制约的主要驱动因子,_____是引起丛枝菌根树种负密度制约的主要驱动因子。
处理
外生菌根树种幼苗存活率变化
丛枝菌根树种幼苗存活率变化
未处理(对照)
0%(基准值)
0%(基准值)
杀菌处理
+35%
+5%
杀虫处理
+8%
+20%
注:正值为存活率提高,负值为下降
(3)另一项野外实验发现,种子主要分布在母树周围,随着距离的增加,种子的数量逐渐减少,而存活概率则逐渐增加(如图)。根据JC假说,产生该实验结果的原因是_____。
(4)自疏效应及JC假说揭示的机制,是森林生态系统中物种多样性维持的重要基础。从生态系统稳定性角度分析,真菌、昆虫与树木之间形成了复杂的种间关系,可以通过_____(选填“负”或“正”)反馈调节机制来维持森林生态系统的平衡。
(5)上述研究成果不仅为森林经营管理和生物多样性保护提供理论依据,也为农业生产中农作物栽培模式的选择提供指导。为减少农作物病虫害暴发导致减产,可采取的栽培措施是_____(答出1点)。
15. 乙烯具有促进果实成熟的作用,ACC氧化酶和ACC合成酶是番茄细胞内合成乙烯的两个关键酶。利用反义DNA技术(原理如图1),可以抑制这两个基因的表达,从而使番茄具有耐储存、宜运输的优点。图2为融合ACC氧化酶基因和ACC合成酶基因的反义基因表达载体的结构示意图。
(1)从番茄细胞中提取RNA,利用RT-PCR技术(将RNA分子逆转录为cDNA后,在体外进行DNA扩增的技术)获取ACC氧化酶基因和ACC合成酶基因,即利用RNA和PCR获取目的基因。该技术获取目的基因所需要的酶主要有逆转录酶、_____。
(2)合成出的ACC氧化酶基因两端分别含限制酶BamH Ⅰ和Xba Ⅰ的酶切位点,ACC合成酶基因两端含Sac Ⅰ和Xba Ⅰ的酶切位点,用限制酶_____对上述两个基因进行切割后,再将它们拼接成融合基因,相应的Ti质粒和融合基因均使用限制酶_____进行切割,以确保融合基因能够插入载体中。
(3)为了实现图1中反义基因的效果,应将融合基因反向插入启动子2A11的下游即可构成反义融合基因,原因是只有反向插入_____。
(4)将图中表达载体与农杆菌菌液混合后,接种在含有卡那霉素的培养基中,可筛选出含有反义融合基因的农杆菌,再利用农杆菌转化法获得转基因番茄。2A11启动子和反义融合基因都应该位于T-DNA片段内,原因是_____。
(5)研究人员尝试从个体水平鉴定转基因是否成功,请设计实验方案并预测实验结果:_____。
16. 生物技术在迅猛发展,它与人类的生活关系越来越密切,请回答下列有关生物技术与工程的问题。
I.如图1是谷氨酸发酵装置示意图,工业上常用谷氨酸棒状杆菌在30℃下发酵获得谷氨酸;如图2是谷氨酸生产的机理,谷氨酸棒状杆菌以葡萄糖为底物进行了如下过程:
(1)图1中1、2处是发酵罐夹层中冷凝水的进出口,水在发酵罐夹层流动的作用是_____。图1中3为搅拌器,可以加快谷氨酸形成的速率,其原理是_____。
(2)改变菌体细胞膜的通透性,及时排出谷氨酸是提升产量的关键措施之一,原因是_____。
(3)对谷氨酸棒状杆菌进行硫酸二乙酯和紫外线相结合的复合诱变,经选育得到高产突变株LG-01。将其接种在含葡萄糖的液体培养基中,于30℃下培养48h。摇匀并取培养液稀释107倍后,向四个培养基中分别涂布0.1mL,四个培养皿中生长的菌落数依次为31个、33个、35个、33个,则稀释前菌液的菌体密度为_____个/mL,计算得到的值比实际值偏小。
Ⅱ.利用纤维素酶降解秸秆生产燃料乙醇,对缓解全球能源危机有重大意义。科研人员开展选育高产纤维素酶菌株的相关研究,过程如图3。
(4)从物理状态来看CMC平板属于固体培养基。富集培养后的菌种常采用稀释涂布平板法或_____法接种于CMC平板,培养一段时间后,可根据菌落的_____(写出一项)等特征,初步鉴定并挑取产纤维素酶菌株XZ-33。
(5)鉴定高产纤维素酶菌株是否产生,可使用刚果红平板法。其原理是纤维素被分解,刚果红无法与纤维素的分解产物结合,培养基中的菌落周围会形成透明圈,如图4。下列叙述错误的是_____(多选)。
A. 采集的黑土壤需经过高压蒸汽灭菌再进行富集培养
B. 配制CMC平板培养基需加入纤维素为唯一碳源
C. 紫外线和γ射线处理可使产纤维素酶菌株发生基因突变和染色体畸变
D. 图2中两个透明圈内的微生物均能将分解纤维素的酶分泌到细胞外
17. 小鼠的毛色由常染色体上独立遗传的基因A/a、B/b控制。酪氨酸在酶的催化下可转为黑色素,使小鼠表现为黑色;无酪氨酸酶的小鼠表现为白色;A基因表达产生的ASP蛋白会使酪氨酸酶含量下降,抑制黑色素的合成进而激活褐色素的合成,使小鼠表现为黄色。基因控制色素合成如下图所示
(1)黑色小鼠的基因型为_____。仅考虑A/a和B/b基因,小鼠种群一只纯合黑色小鼠和一只纯合白色小鼠杂交,F1(多只)为黄色,F1自由交配,后代中小鼠的表型及比例为_____,其中白色小鼠的基因型为_____。
(2)小鼠还会表现为斑驳色(黑色和黄色混杂的毛色),进一步研究发现,这与A基因的甲基化(用Avy表示)有关,A基因的甲基化程度越高,推测产生的ASP越_____(选填“多”或“少”)。小鼠斑驳色的遗传是一种表观遗传,表观遗传的特点有_____(写出一项)。
(3)研究人员选择B基因纯合的小鼠,进一步探究Avy的遗传效应。用斑驳色小鼠(Avya)与黑色小鼠进行了如下图所示两组杂交实验。
亲本组合
F1
斑驳色(♂)黑色(♀)
1黄色∶1黑色
斑驳色(♀)×黑色(♂)
1斑驳色∶1黑色
据实验结果推测,_____(选填“雌性”或“雄性”)小鼠的甲基化修饰才可遗传。若上述推测正确,以亲本组合中的斑驳色(Avya)雌雄鼠杂交,后代中出现斑驳色(Avya)的概率是_____。
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和平区2025—2026学年度高三年级第二次质量调查
生物
一、单项选择题(共12题,每题4分,共48分。在每小题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项)
1. 蜘蛛丝是由蛛丝蛋白构成的一种兼具强度高、弹性大和延展性好等优点的理想生物材料。但是蜘蛛不能像家蚕一样高密度人工饲养,科学家利用蛋白质工程技术破解蛛丝蛋白的结构,用以指导对蚕丝蛋白的修改,让蚕也吐出坚韧的丝。下列有关说法错误的是( )
A. 上述过程运用的蛋白质工程技术是基因工程的延伸
B. 利用蛋白质工程技术可以得到自然界不存在的蛋白质
C. 修改蚕丝蛋白是通过直接修改其氨基酸排列顺序实现的
D. 可利用GenBank数据库检索到已知的蚕丝蛋白序列信息
【答案】C
【解析】
【分析】蛋白质工程:通过物理化学与生物化学等技术,了解蛋白质的结构与功能,并借助计算机辅导设计、基因定点诱变和重组DNA技术改造基因,以定向改造天然蛋白质,甚至创造自然界不存在的蛋白质的技术。
【详解】AC、基因决定蛋白质的合成,因此要对蛋白质的结构进行设计改造,最终还是必须通过改造或合成基因来完成,故上述过程运用的蛋白质工程技术是基因工程的延伸,A正确,C错误;
B、蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需求,B正确;
D、可利用GenBank数据库检索到已知的蚕丝蛋白序列信息,D正确。
故选C。
2. 下列相关实验叙述正确的是( )
A. 验证温度对酶活性的影响,不能选用过氧化氢做催化底物
B. 西红柿富含还原性糖,是鉴定还原性糖的最佳实验材料
C. 黑藻叶肉细胞叶绿体的存在,会干扰细胞质流动的观察
D. 显微镜观察根尖分生区细胞,可以看到染色体的移动过程
【答案】A
【解析】
【详解】A、过氧化氢受温度的影响较大,在高温下过氧化氢会分解,会对实验结果造成影响,A正确;
B、还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下会产生砖红色沉淀,而西红柿本身的颜色会对实验结果造成干扰,B错误;
C、叶绿体呈现绿色,观察其叶绿体的运动情况证明细胞质的流动情况,C错误;
D、观察根尖分生区细胞有丝分裂实验中,不会看到染色体的移动,因为在进行解离时,细胞已被解离液杀死,D错误。
3. 褪黑素与机体的神经调节、清除自由基等密切相关。科研人员欲制备褪黑素单克隆抗体用于褪黑素检测,但由于褪黑素无法直接刺激免疫应答的产生,故将其与卵清蛋白偶联,多轮免疫后成功获得免疫小鼠。下列叙述错误的是( )
A. 多轮免疫的目的是获得更多的免疫细胞
B. 获得的杂交瘤细胞需在抗原刺激下分泌褪黑素抗体
C. 可用凝胶电泳对获得的褪黑素单克隆抗体进行鉴定
D. 褪黑素与卵清蛋白偶联后形成的空间构象能被免疫系统识别
【答案】B
【解析】
【分析】单克隆抗体的制备:
(1)制备产生特异性抗体的B淋巴细胞:向免疫小鼠体内注射特定的抗原,然后从小鼠脾内获得相应的B淋巴细胞;
(2)获得杂交瘤细胞:①将鼠的骨髓瘤细胞与脾细胞中形成的B淋巴细胞融合;②用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞,该杂种细胞既能够增殖又能产生抗体;
(3)克隆化培养和抗体检测;
(4)将杂交瘤细胞在体外培养或注射到小鼠腹腔内增殖;
(5)提取单克隆抗体:从细胞培养液或小鼠的腹水中提取。
【详解】A、由题干信息可知,经过多轮免疫的可以获得更多的免疫细胞,A正确;
B、杂交瘤细胞是将鼠的骨髓瘤细胞与脾细胞中形成的已免疫的B淋巴细胞融合,用特定的选择培养基筛选,杂种细胞既能够增殖又能产生抗体,所以不需要抗原刺激,B错误;
C、褪黑素单克隆抗体的本质是蛋白质,可以根据蛋白质的相对分子质量大小,使用凝胶电泳进行分离鉴定,C正确;
D、根据题意可知,褪黑素不具有抗原性,无法直接刺激免疫应答的产生,与卵清蛋白偶联后才能起到抗原作用,因此褪黑素与卵清蛋白偶联后形成的空间构象能被免疫系统识别,D正确。
故选B。
4. 某草原群落中存在一条食物链“草→兔→狐”,其中兔摄入的能量去向如图所示,图中①~⑦代表能量值,A~C代表能量类型。下列叙述正确的是( )
A. 未利用的能量是指没有流向分解者的部分
B. 兔和狐之间的能量传递效率可以用(⑤/②)×100%表示
C. ①代表草通过光合作用积累的有机物部分
D. 狐的同化量去向有呼吸作用消耗以及流向下一级
【答案】C
【解析】
【详解】A、未利用是指未被自身呼吸作用消耗,也未被后一个营养级和分解者利用的能量,A错误;
B、能量传递效率是相邻两个营养级同化量之比,②表示兔的同化量,而⑤表示被狐摄入的能量,不是狐的同化量,所以不能用(⑤/②)×100%代表兔和狐的能量传递效率,B错误;
C、①表示兔摄入的能量,属于植物用于生长、发育和繁殖的能量(同化量-通过呼吸作用以热能形式散失的能量),植物总光合作用的量-呼吸作用的量=净光合作用的量(通过光合作用积累的有机物部分),故①代表草通过光合作用积累的有机物部分,C正确;
D、狐在该食物链中属于最高营养级,其能量去向没有流向下一营养级,D错误。
故选C。
5. 血液中的CO2能透过“血—脑脊液屏障”进入脑脊液,与水结合生成碳酸后解离出H+,H+刺激位于脑干的化学感受器,引起呼吸中枢兴奋,使呼吸运动加深加快。下列叙述错误的是( )
A. CO2刺激呼吸运动加深加快的过程不需要依赖完整的反射弧
B. CO2是调节呼吸运动的重要体液因子
C. 剧烈运动可使血浆中H+浓度升高,呼吸加深加快
D. 给一氧化碳中毒的患者输氧时气体中需含一定浓度的CO2
【答案】A
【解析】
【详解】A、CO2浓度变化可以使一些特定的感受器兴奋,兴奋以神经冲动的形式沿传入神经传导至呼吸中枢,使呼吸运动加深加快,该过程依赖完整的反射弧,A错误;
B、体液因子是指可以通过体液传送调节生命活动的化学物质,CO2可随血液运输调节呼吸运动,属于重要的体液因子,B正确;
C、当机体剧烈运动时,肌肉中产生大量的乳酸、碳酸等物质,故可使血浆中H+浓度升高,H+刺激位于延髓的化学感受器,引起呼吸中枢兴奋,使呼吸运动加深加快,C正确;
D、给一氧化碳中毒的患者输氧时,气体中需含一定浓度的CO2,因为CO2可引起呼吸中枢兴奋,使呼吸运动加深加快,快速将一氧化碳排出体外,D正确。
6. 表型正常的夫妇生育了一个患病男孩,检查发现只有妻子携带此遗传病的致病基因。二人想生育一个健康孩子,医生建议通过对极体进行基因分析,筛选出不含该致病基因的卵细胞,并采用试管婴儿技术辅助生育后代,示意图如下。下列叙述错误的是( )
A. 可初步判断致病基因为隐性,位于X染色体上
B. 此夫妇自然生育患该遗传病子女的概率为25%
C. 若极体1不含致病基因说明卵细胞不含致病基因
D. 采用试管婴儿技术体外受精前精子必须经过获能处理
【答案】C
【解析】
【分析】设计试管婴儿:是指为确保小孩具有某些长处或者避免某些缺陷,在出生以前就对他(她)的基因构成进行了选择的那一类孩子。植入前遗传诊断是设计婴儿的前提,医生通过体外受精的方法,制造出多个胚胎,然后通过基因筛选,从中挑选出合适的胚胎植入母亲的子宫孕育“宝宝”。
【详解】A、表型正常的夫妇生育了一个患病男孩,可知该致病基因是隐性,检查发现只有妻子携带此遗传病的致病基因,可知该致病基因位于X染色体上,A正确;
B、假设该性状是由A/a基因控制,则夫妇基因型是XAY、XAXa,生育患病孩子XaY的概率是1/2×1/2=1/4=25%,B正确;
C、初级卵母细胞产生极体1和次级卵母细胞时发生了同源染色体分离,极体1不含致病基因,次级卵母细胞含有致病基因,产生的卵细胞含有致病基因,C错误;
D、采用试管婴儿技术体外受精前精子必须经过获能处理 ,获能的精子才能与成熟的卵母细胞受精,D正确。
故选C。
7. 人的 12 号染色体上有维持细胞正常增殖所必需的 K - Ras 基因。下表是 K - Ras 基因突变前后转录和翻译产物的比较。下列说法正确的是( )
K - Ras 基因
转录产生的 mRNA 的部分序列
翻译产生的对应的氨基酸序列
突变前
5'……GGAGCUGGUGGC……3'
……甘氨酸—丙氨酸—甘氨酸—甘氨酸……
突变后
5'……GGAGCUUGUGGC……3'
……甘氨酸—丙氨酸—半胱氨酸—甘氨酸……
A. K - Ras 基因属于原癌基因,仅在癌细胞中存在并表达
B. 据表分析,转运半胱氨酸的 tRNA 上的反密码子为 ACA
C. 碱基类似物可改变核酸的碱基使 K - Ras 基因发生定向突变
D. 突变前基因中模板链序列为 5'……GGAGCTGGTGGC……3'
【答案】B
【解析】
【详解】A、原癌基因存在于所有体细胞中,负责调控细胞周期,突变后才可能导致癌变。突变前在正常细胞中仍会表达,A错误;
B、突变后对应半胱氨酸的密码子为UGU,tRNA上的反密码子需与之互补配对,即ACA,B正确;
C、碱基类似物诱导的基因突变是不定向的,C错误;
D、DNA模板链与mRNA互补且方向相反。突变前mRNA序列对应模板链应为3'…CCUCGACCACCG…5',而选项D的序列方向与模板链不符,D错误;
故选B。
8. 现有一个较大的大熊猫种群,雌雄数量相等且可以自由交配,若该种群中B的基因频率为60%,b的基因频率为40%。下列有关说法正确的是( )
A. 自然选择使大熊猫种群的基因型频率定向改变,从而发生进化
B. 大熊猫种群中全部个体所含有的B、b基因,叫作该种群的基因库
C. 若该对等位基因位于常染色体上,则显性个体中出现杂合雌熊猫概率为2/7
D. 若该对等位基因只位于X染色体上,则该种群、的基因型频率分别为16%、40%
【答案】C
【解析】
【详解】A、在自然选择的作用下,种群的基因频率会发生定向改变,导致生物朝着一定的方向不断进化,而不是基因型频率定向改变,A错误;
B、基因库是指一个种群中全部个体所含有的全部基因,而不是仅指B、b基因,B错误;
C、若该对等位基因位于常染色体上,则Bb的基因型频率为2×60%×40%=48%,BB的基因型频率为60%×60%=36%,因此显性个体中杂合子占比为48%/(36%+48%)=4/7,大熊猫种群,雌雄数量相等,因此显性个体中出现杂合雌熊猫概率为1/2×4/7=2/7,C正确;
D、若该对等位基因只位于X染色体上,在雌性个体中,XbXb的基因型频率为40%×40%=16%,在雄性个体中,XbY的基因型频率为40%,而大熊猫种群中雌雄数量相等,所以该种群中XbXb、XbY的基因型频率分别为8%、20%,D错误。
故选C。
9. 某研究者为探究某种植物光合速率与呼吸速率对生长发育的影响,进行如下实验:选取长势一致的该植物幼苗,均分为7组,分别置于20℃、23℃、26℃、29℃、32℃、35℃、38℃、的恒温环境中(光照强度、CO2浓度等其他条件均相同且适宜)。每组幼苗先暗处理1h,再光照1h,测定从实验初始到光照结束时的干重变化量(结果如下表)。下列说法正确的是( )
温度(℃)
20
23
26
29
32
35
38
从实验初始到光照结束时的干重变化(mg)
1
3
4
3
1
-1
-4
暗处理1h后干重变化量(mg)
-2
-4
-6
-8
-10
-8
-8
A. 该植物进行光合作用时,当光照强度突然增强,短时间内C5的量将会减少
B. 23℃和29℃时,该植物的净光合速率相等
C. 35℃时,该植物幼苗的总光合速率为7mg/h
D. 26℃恒温24h条件下,只有光照时间超过9h,该植物幼苗才能正常生长
【答案】D
【解析】
【详解】A、当光照强度突然增强时,光反应增强,产生的ATP和NADPH增多,从而促进C3的还原,C5的生成速率增加,此时C5的消耗速率尚未改变,故C5的量增加,A错误;
BC、据题意,暗处理1h的干重变化量(设为x)即呼吸速率,从实验初始到光照结束时的干重变化(设为y)是1h的光合作用与2h呼吸作用带来的有机物变化量,于是光合速率等于y+2x,净光合速率等于y+x,不难计算,23°C时的净光合速率=3+4=7mg/h,29°C时的净光合速率=3+8=11mg/h,35°C时的总光合速率 =-1+8×2=15mg/h, BC错误;
D、26°C恒温24h条件下,需通过“有机物积累量>0” 判断植物能否正常生长,26°C时的呼吸速率=6mg/h,净光合速率=4+6=10mg/h,设光照时间为th,则黑暗时间为(24-t)h,即10t-6(24-t)>0,即只有光照时间超过9 h,该植物幼苗才有有机物积累,才能正常生长,D正确。
故选D。
阅读下列材料,完成下面小题:
肺炎支原体(MP)是原核细胞,无细胞壁,其形态易发生变化,是引发肺炎的病原体之一。MP进入呼吸道后会粘附、侵入上皮细胞,并释放多种毒素,引起宿主细胞损伤。MP的多种抗原决定簇与人体心、肺等重要组织有相同抗原结构,进入机体后会引起自身组织损伤。实验室检测肺炎支原体的方法包括培养法、血清学检测、核酸检测等,个人还可用抗原检测试剂盒进行自检。
10. 下列关于MP的叙述,错误的是( )
A. MP中既有DNA又有RNA
B. MP含有核糖体,能独立合成蛋白质
C. MP形态的变化体现了生物膜的流动性
D. MP必须寄生在细胞内才能完成正常生命活动
11. MP进入机体后引起一系列免疫反应,下列叙述正确的是( )
A. 吞噬细胞能特异性识别并吞噬降解进入机体的MP
B. 呼吸道黏膜纤毛清扫MP,属于机体对抗病原体的第一道防线
C. 人体心、肺组织被抗MP抗体攻击,属于过敏反应
D. 再次感染MP,记忆B细胞被迅速激活并分泌大量抗体
12. 下列关于MP的检测,叙述错误的是( )
A. 通过观察典型菌落进行检测,应使用选择培养基
B. 感染早期采集血清进行抗体检测,可能会出现假阴性
C. 核酸检测法对样品进行PCR扩增,具有更高的灵敏度
D. 抗原检测试剂盒利用了抗原-抗体特异性结合的原理
【答案】10. D 11. B 12. A
【解析】
【10题详解】
A、原核细胞内同时存在DNA(作为遗传物质)和RNA(参与基因表达过程),MP属于原核生物,因此既有DNA又有RNA,A正确;
B、核糖体是原核生物唯一具备的细胞器,是蛋白质的合成场所,因此MP可通过核糖体独立合成蛋白质,B正确;
C、MP无细胞壁,细胞膜是细胞的边界,生物膜的结构特点是具有流动性,因此MP的形态变化可体现生物膜的流动性,C正确;
D、题干明确说明MP可通过培养法检测,说明MP能在人工培养基上独立生存,并非必须寄生在活细胞内才能完成生命活动,只有病毒才必须营活细胞寄生,D错误。
【11题详解】
A、吞噬细胞对抗原的识别不具有特异性,属于非特异性免疫的组成部分,特异性识别是淋巴细胞的功能,A错误;
B、皮肤和黏膜是机体对抗病原体的第一道防线,呼吸道黏膜纤毛清扫MP属于第一道防线的防卫作用,B正确;
C、抗MP抗体攻击人体自身心肺组织属于自身免疫病,过敏反应是已免疫机体再次接触相同外来过敏原时发生的过度免疫反应,攻击对象为外来物质而非自身组织,C错误;
D、记忆B细胞被激活后会增殖分化为浆细胞,抗体由浆细胞合成分泌,记忆B细胞本身不能分泌抗体,D错误。
【12题详解】
A、观察典型菌落需使用固体培养基(便于菌落形成和形态观察),选择培养基的作用是筛选特定微生物,若要观察MP的典型菌落特征,应使用适合MP生长的通用固体培养基,不需要使用选择培养基,A错误;
B、感染早期机体还未产生足量的抗MP抗体,因此此时采集血清做抗体检测可能无法检出抗体,出现假阴性结果,B正确;
C、核酸检测通过PCR技术对MP的特异性核酸片段进行扩增,即使样本中核酸含量极低也可被检测到,因此灵敏度远高于其他检测方法,C正确;
D、抗原检测试剂盒的核心原理是抗原与抗体的特异性结合,可快速判断样本中是否存在MP的抗原,D正确。
二、非选择题(共5小题,共52分)
13. 内质网是真核细胞中由膜围成的连续的管道系统,与细胞中多种物质的形成有关。
(1)粗面内质网是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道。当错误折叠蛋白在内质网腔内积聚时,会引发内质网应激(ERS)。正常状态下,内质网上的膜蛋白处于失活状态。当错误折叠蛋白引发ERS时,IRE1就会被活化。活化的IRE1一方面可促进Hac Ⅰ蛋白的合成,该蛋白通过_____(选填“促进”或“抑制”)Bip基因的表达,使错误折叠蛋白在Bip的协助下运出内质网。另一方面,活化的IRE1还可通过切割rRNA影响核糖体的装配,进而减少_____的合成以缓解ERS。
(2)光面内质网是磷脂的合成场所,新合成的磷脂通过多种方式转移到其他结构中。研究发现,在内质网膜与线粒体外膜之间,通过多种蛋白质相互作用形成接触位点(MAMs),如图2所示。当破坏MAMs中的某蛋白时,磷脂会在MAMs的内质网侧积累,这说明线粒体获得磷脂的关键结构是_____。若在内质网与高尔基体之间没有类似MAMs的结构,推测内质网合成的磷脂转运到高尔基体的方式最可能是_____。
(3)内质网是细胞的“钙库”,已知一定浓度的Ca2+可以提高有氧呼吸酶的活性。当ERS发生时,线粒体有助于内质网恢复稳态,分析其机理是_____。
【答案】(1) ①. 促进 ②. 错误折叠蛋白
(2) ①. MAMs中的某蛋白 ②. 以囊泡的形式转运
(3)内质网中的Ca2+通过MAMs中的Ca2+通道进入线粒体,提高了有氧呼吸酶的活性。线粒体的有氧呼吸增强,为错误折叠蛋白的运输提供能量,从而使内质网腔内的错误折叠蛋白减少,有利于内质网恢复稳态
【解析】
【小问1详解】
粗面内质网是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道,据图判断,IREl会被活化后,可以通过HacⅠ蛋白促进Bip 基因的表达,使错误折叠蛋白在 Bip的协助下运出内质网,也可以切割rRNA影响核糖体的装配,核糖体是蛋白质合成的场所,当核糖体的装配受影响时,就会减少错误折叠的蛋白质的合成,最终减少错误折叠的蛋白质在内质网腔内的积累。
【小问2详解】
据题意破坏MAMs中的某蛋白时,磷脂会在 MAMs的内质网侧积累,无法运输到线粒体,说明线粒体获得磷脂的关键就是MAMs中的某蛋白。它们形成接触位点之后就可以把磷脂转运到线粒体。若在内质网与高尔基体之间没有类似MAMs的结构,推测内质网合成的磷脂转运到高尔基体的方式最可能是以囊泡的形式将磷脂转运到高尔基体,因为在物质运输过程中,内质网形成的囊泡膜可以转化成高尔基体膜。
【小问3详解】
内质网中的Ca2+通过MAMs中的Ca2+通道进入线粒体,提高了有氧呼吸酶的活性。线粒体的有氧呼吸增强,为错误折叠蛋白的运输提供能量,从而使内质网腔内的错误折叠蛋白减少,有利于内质网恢复稳态。
14. 生态学家发现温带森林生态系统中存在“自疏效应”,即同种树木个体聚集分布常导致幼苗存活率下降。同种之间的相互抑制为其他物种定植提供了生存空间,从而促进物种共存。Janzen—Connell假说(简称JC假说)认为同种个体越多,更容易吸引专一性的病原菌、昆虫或动物等聚集,从而对同种幼苗产生负密度制约作用。
(1)种群最基本的数量特征是_____;“自疏效应”会导致森林生物群落的物种丰富度_____。
(2)为验证JC假说,科研团队开展野外控制实验,研究土壤病原真菌和地上植食性昆虫对不同菌根类型树种幼苗存活的影响,结果如下表所示。实验结果表明,_____是引起外生菌根树种负密度制约的主要驱动因子,_____是引起丛枝菌根树种负密度制约的主要驱动因子。
处理
外生菌根树种幼苗存活率变化
丛枝菌根树种幼苗存活率变化
未处理(对照)
0%(基准值)
0%(基准值)
杀菌处理
+35%
+5%
杀虫处理
+8%
+20%
注:正值为存活率提高,负值为下降
(3)另一项野外实验发现,种子主要分布在母树周围,随着距离的增加,种子的数量逐渐减少,而存活概率则逐渐增加(如图)。根据JC假说,产生该实验结果的原因是_____。
(4)自疏效应及JC假说揭示的机制,是森林生态系统中物种多样性维持的重要基础。从生态系统稳定性角度分析,真菌、昆虫与树木之间形成了复杂的种间关系,可以通过_____(选填“负”或“正”)反馈调节机制来维持森林生态系统的平衡。
(5)上述研究成果不仅为森林经营管理和生物多样性保护提供理论依据,也为农业生产中农作物栽培模式的选择提供指导。为减少农作物病虫害暴发导致减产,可采取的栽培措施是_____(答出1点)。
【答案】(1) ①. 种群密度 ②. 逐渐加大
(2) ①. 土壤病原菌 ②. 地上植食性昆虫
(3)聚集在母树周围的种子和幼苗更容易受到专一性天敌的侵害而死亡,随着与母树的距离增加,种子和幼苗遇到专一性天敌的概率降低
(4)负 (5)间作套种(合理即可)
【解析】
【小问1详解】
种群密度是种群最基本的数量特征,这是由种群数量特征的定义决定的(种群密度直接反映种群大小,是研究种群动态的基础)。 “自疏效应”会使森林生物群落的物种丰富度逐渐加大,因为同种树木的相互抑制为其他物种定植提供了生存空间,增加了群落中物种的种类数量。
【小问2详解】
分析实验结果时,需对比不同处理对幼苗存活率的影响:对于外生菌根树种,杀菌处理(+35%)使存活率提升远高于杀虫处理(+8%),说明去除土壤病原真菌后,负密度制约作用大幅减弱,因此土壤病原菌是其主要驱动因子。对于丛枝菌根树种,杀虫处理(+20%)使存活率提升显著高于杀菌处理(+5%),说明去除地上植食性昆虫后,负密度制约作用更明显减弱,因此地上植食性昆虫是其主要驱动因子。
【小问3详解】
根据JC假说,同种个体越多越易吸引专一性天敌(病原菌、昆虫等):母树周围种子数量多,对应的专一性天敌聚集也更多,种子和幼苗受侵害概率高,存活概率低; 随着与母树距离增加,种子数量减少,专一性天敌的聚集程度也随之降低,种子和幼苗受侵害概率下降,存活概率逐渐增加。
【小问4详解】
自疏效应及JC假说维持物种多样性的理由:同种个体数量多会吸引专一性天敌,对同种幼苗产生负密度制约作用,抑制同种树木过度繁殖,为其他树种腾出生存空间,进而促进物种共存。 从生态系统稳定性角度,真菌、昆虫与树木间的种间关系可通过负反馈调节维持平衡。例如,某树种数量增多时,其专一性天敌也会增多,抑制该树种数量进一步增加;当该树种数量减少时,天敌数量也会随之下降,避免其数量过度减少,从而实现动态平衡。
【小问5详解】
农业生产中可借鉴 “减少同种个体过度聚集以降低病虫害” 的原理:采用间作套种(如玉米与大豆搭配种植)或轮作(如不同年份种植水稻、小麦、油菜),避免单一农作物大面积连续种植,减少专一性病虫害的聚集,降低暴发风险。
15. 乙烯具有促进果实成熟的作用,ACC氧化酶和ACC合成酶是番茄细胞内合成乙烯的两个关键酶。利用反义DNA技术(原理如图1),可以抑制这两个基因的表达,从而使番茄具有耐储存、宜运输的优点。图2为融合ACC氧化酶基因和ACC合成酶基因的反义基因表达载体的结构示意图。
(1)从番茄细胞中提取RNA,利用RT-PCR技术(将RNA分子逆转录为cDNA后,在体外进行DNA扩增的技术)获取ACC氧化酶基因和ACC合成酶基因,即利用RNA和PCR获取目的基因。该技术获取目的基因所需要的酶主要有逆转录酶、_____。
(2)合成出的ACC氧化酶基因两端分别含限制酶BamH Ⅰ和Xba Ⅰ的酶切位点,ACC合成酶基因两端含Sac Ⅰ和Xba Ⅰ的酶切位点,用限制酶_____对上述两个基因进行切割后,再将它们拼接成融合基因,相应的Ti质粒和融合基因均使用限制酶_____进行切割,以确保融合基因能够插入载体中。
(3)为了实现图1中反义基因的效果,应将融合基因反向插入启动子2A11的下游即可构成反义融合基因,原因是只有反向插入_____。
(4)将图中表达载体与农杆菌菌液混合后,接种在含有卡那霉素的培养基中,可筛选出含有反义融合基因的农杆菌,再利用农杆菌转化法获得转基因番茄。2A11启动子和反义融合基因都应该位于T-DNA片段内,原因是_____。
(5)研究人员尝试从个体水平鉴定转基因是否成功,请设计实验方案并预测实验结果:_____。
【答案】(1)耐高温的DNA聚合酶(或Taq酶)
(2) ①. Xba Ⅰ ②. BamH Ⅰ和Sac Ⅰ
(3)转录出的mRNA才能和目的基因转录出的mRNA形成互补双链RNA,使目的基因不能表达出两种酶(从而抑制乙烯的合成)
(4)T-DNA可整合到植物细胞的染色体DNA上
(5)取转基因番茄和非转基因番茄,检测其乙烯含量(或同等条件下成熟程度),若转基因番茄乙烯含量低(或成熟程度低),说明转基因成功
【解析】
【小问1详解】
RT-PCR技术中,先以RNA为模板经逆转录酶催化合成cDNA,再通过PCR扩增目的基因,PCR扩增需要耐高温的DNA聚合酶(或Taq酶)。
【小问2详解】
ACC氧化酶基因两端含BamH Ⅰ和Xba Ⅰ酶切位点,ACC合成酶基因两端含SacⅠ和XbaⅠ酶切位点。要切割两个基因且不破坏自身结构,需用限制酶Xba Ⅰ。拼接成融合基因后,要将其插入Ti质粒,需保证质粒和融合基因的酶切位点匹配:融合基因两端的酶切位点为BamH Ⅰ和Sac Ⅰ,因此Ti质粒和融合基因均用限制酶BamH Ⅰ和Sac Ⅰ切割,产生相同的黏性末端,确保融合基因插入载体。
【小问3详解】
启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点,驱动基因转录出mRNA。只有反向插入时,才能转录出与靶mRNA互补的反义RNA,进而与靶mRNA结合,抑制翻译;若正向插入,转录的是与靶mRNA相同的序列,无法发挥抑制作用。因此,原因是只有反向插入转录出的mRNA才能和目的基因转录出的mRNA形成互补双链RNA,使目的基因不能表达出两种酶(从而抑制乙烯的合成)。
【小问4详解】
农杆菌转化法的原理是:Ti质粒上的T-DNA能转移至受体细胞,并整合到受体细胞的染色体DNA上。因此,2A11启动子和反义融合基因都应该位于T-DNA片段内,原因是T-DNA可整合到植物细胞的染色体DNA上。
【小问5详解】
为了在个体水平上进行鉴定,我们需要比较转基因番茄和普通(非转基因)番茄的表现。具体的实验方案应该是设置对照实验,即取转基因番茄和非转基因番茄(作为对照组),在相同的条件下培养或放置。预期结果是转基因番茄的乙烯含量低于非转基因番茄,或者在同等条件下转基因番茄的成熟程度低于非转基因番茄。综上所述,实验方案:取转基因番茄和非转基因番茄,在相同且适宜的条件下培养,检测其乙烯含量(或观察同等条件下的成熟程度)。预测实验结果:若转基因番茄乙烯含量低(或同等条件下成熟程度低),说明转基因成功。
16. 生物技术在迅猛发展,它与人类的生活关系越来越密切,请回答下列有关生物技术与工程的问题。
I.如图1是谷氨酸发酵装置示意图,工业上常用谷氨酸棒状杆菌在30℃下发酵获得谷氨酸;如图2是谷氨酸生产的机理,谷氨酸棒状杆菌以葡萄糖为底物进行了如下过程:
(1)图1中1、2处是发酵罐夹层中冷凝水的进出口,水在发酵罐夹层流动的作用是_____。图1中3为搅拌器,可以加快谷氨酸形成的速率,其原理是_____。
(2)改变菌体细胞膜的通透性,及时排出谷氨酸是提升产量的关键措施之一,原因是_____。
(3)对谷氨酸棒状杆菌进行硫酸二乙酯和紫外线相结合的复合诱变,经选育得到高产突变株LG-01。将其接种在含葡萄糖的液体培养基中,于30℃下培养48h。摇匀并取培养液稀释107倍后,向四个培养基中分别涂布0.1mL,四个培养皿中生长的菌落数依次为31个、33个、35个、33个,则稀释前菌液的菌体密度为_____个/mL,计算得到的值比实际值偏小。
Ⅱ.利用纤维素酶降解秸秆生产燃料乙醇,对缓解全球能源危机有重大意义。科研人员开展选育高产纤维素酶菌株的相关研究,过程如图3。
(4)从物理状态来看CMC平板属于固体培养基。富集培养后的菌种常采用稀释涂布平板法或_____法接种于CMC平板,培养一段时间后,可根据菌落的_____(写出一项)等特征,初步鉴定并挑取产纤维素酶菌株XZ-33。
(5)鉴定高产纤维素酶菌株是否产生,可使用刚果红平板法。其原理是纤维素被分解,刚果红无法与纤维素的分解产物结合,培养基中的菌落周围会形成透明圈,如图4。下列叙述错误的是_____(多选)。
A. 采集的黑土壤需经过高压蒸汽灭菌再进行富集培养
B. 配制CMC平板培养基需加入纤维素为唯一碳源
C. 紫外线和γ射线处理可使产纤维素酶菌株发生基因突变和染色体畸变
D. 图2中两个透明圈内的微生物均能将分解纤维素的酶分泌到细胞外
【答案】(1) ①. 使温度控制在30℃(利于谷氨酸棒状杆菌发酵) ②. 谷氨酸棒状杆菌为需氧型微生物(或搅拌能增加发酵液中的溶解氧,可使其与营养物质充分接触利于该菌发酵)
(2)若谷氨酸积累过量,会抑制谷氨酸脱氢酶的活性(从而导致该合成途径中断)
(3)3.3×109 (4) ①. 平板划线 ②. 颜色(或形状、隆起程度) (5)AC
【解析】
【小问1详解】
图1中1、2处是发酵罐夹层中冷凝水的进出口,这样可以降低发酵罐内的温度,因为微生物发酵过程中会产生热量,导致温度上升,即水在发酵罐夹层流动的作用是降温至30℃利于谷氨酸棒状杆菌发酵。图1中3为搅拌器,谷氨酸棒状杆菌为需氧型微生物,搅拌能增加发酵液中的溶解氧,可使其与营养物质充分接触利于该菌发酵,可以加快谷氨酸形成的速率。
【小问2详解】
发酵过程中,若谷氨酸积累过量,会抑制谷氨酸脱氢酶的活性,从而导致该合成途径中断,因此提高产物产量的关键是改变菌体细胞膜的通透性,使谷氨酸释放出来,提高产量。
【小问3详解】
对谷氨酸棒状杆菌进行硫酸二乙酯和紫外线相结合的复合诱变,经选育得到高产突变株LG-01。将其接种在含葡萄糖的液体培养基中,于30℃下培养48h。摇匀并取培养液稀释107倍后,向四个培养皿中分别涂布0.1mL,四个培养皿中生长的菌落数依次为31个、33个、35个、33个,则稀释前菌液的菌体密度为(31+33+35+33)÷4÷0.1×107=3.3×109个/mL,
【小问4详解】
从物理状态来看CMC平板属于固体培养基。富集培养后的菌种常采用稀释涂布平板法或平板划线接种于CMC平板,实现菌种的筛选和分离,培养一段时间后,可根据菌落的特征(颜色、形状、隆起程度)初步鉴定并挑取产纤维素酶菌株XZ-33。
【小问5详解】
A、采集的黑土壤中含有目标菌株,若经过高压蒸汽灭菌,会杀死土壤中的所有微生物,后续无法进行富集培养来筛选产纤维素酶的菌株。因此不能灭菌,A错误。
B、CMC(羧甲基纤维素钠)是纤维素的衍生物,配制以 CMC 为唯一碳源的平板培养基,只有能分解利用 CMC(纤维素类碳源)的菌株才能生长,可起到选择作用,B正确。
C、产纤维素酶的菌株多为细菌(原核生物),原核生物没有染色体,因此紫外线和 γ 射线处理只能诱发基因突变,无法发生染色体畸变,C错误。
D、刚果红染色法中,透明圈的形成是因为菌株分泌到细胞外的纤维素酶将菌落周围的纤维素分解,刚果红无法与分解产物结合,从而形成透明圈。因此透明圈内的微生物均能分泌胞外纤维素酶,D正确。
17. 小鼠的毛色由常染色体上独立遗传的基因A/a、B/b控制。酪氨酸在酶的催化下可转为黑色素,使小鼠表现为黑色;无酪氨酸酶的小鼠表现为白色;A基因表达产生的ASP蛋白会使酪氨酸酶含量下降,抑制黑色素的合成进而激活褐色素的合成,使小鼠表现为黄色。基因控制色素合成如下图所示
(1)黑色小鼠的基因型为_____。仅考虑A/a和B/b基因,小鼠种群一只纯合黑色小鼠和一只纯合白色小鼠杂交,F1(多只)为黄色,F1自由交配,后代中小鼠的表型及比例为_____,其中白色小鼠的基因型为_____。
(2)小鼠还会表现为斑驳色(黑色和黄色混杂的毛色),进一步研究发现,这与A基因的甲基化(用Avy表示)有关,A基因的甲基化程度越高,推测产生的ASP越_____(选填“多”或“少”)。小鼠斑驳色的遗传是一种表观遗传,表观遗传的特点有_____(写出一项)。
(3)研究人员选择B基因纯合的小鼠,进一步探究Avy的遗传效应。用斑驳色小鼠(Avya)与黑色小鼠进行了如下图所示两组杂交实验。
亲本组合
F1
斑驳色(♂)黑色(♀)
1黄色∶1黑色
斑驳色(♀)×黑色(♂)
1斑驳色∶1黑色
据实验结果推测,_____(选填“雌性”或“雄性”)小鼠的甲基化修饰才可遗传。若上述推测正确,以亲本组合中的斑驳色(Avya)雌雄鼠杂交,后代中出现斑驳色(Avya)的概率是_____。
【答案】(1) ①. aaBB、aaBb ②. 黄色∶黑色∶白色=9∶3∶4 ③. AAbb、Aabb、aabb
(2) ①. 少 ②. 基因的碱基序列保持不变(或不改变DNA序列、可遗传性、受环境影响、可逆性)
(3) ①. 雌性 ②. 1/4
【解析】
【小问1详解】
根据图示可知,黑色小鼠的基因型为aaBB和aaBb,纯合黑色小鼠aaBB和纯合白色小鼠AAbb,杂交得F1(AaBb)(黄色)。F1自由交配,后代基因型比例为A_B_:aaB_:A_bb:aabb=9:3:3:1,A_B_表现为黄色;aaB_表现为黑色;A_bb、aabb表现为白色。因此F1自由交配,后代中小鼠的表型及比例为黄色:黑色:白色=9:3:4;白色小鼠的基因型为AAbb、Aabb、aabb。
【小问2详解】
小鼠表现出的斑驳色(黑色和黄色混杂的毛色与A基因的甲基化(用Avy表示)有关,而基因的甲基化会抑制基因的表达,因此A基因的甲基化程度越高,推测产生的ASP越少。小鼠斑驳色的形成属于表观遗传现象,表观遗传的特点有:基因的碱基序列保持不变,基因表达和表型发生变化,可以遗传给后代。
【小问3详解】
研究人员选择B基因纯合的小鼠,进一步探究Avy的遗传效应。用斑驳色小鼠(Avya)与黑色小鼠(aa)进行了杂交实验。实验结果显示:只有斑驳色小鼠为母本时,子代才会出现斑驳色小鼠。据此推测,在雌性小鼠中,甲基化修饰才可遗传。若上述猜想正确,将两组杂交实验的亲本斑驳色小鼠(Avya)杂交,则亲本雌性产生的含基因型为Avy配子参与组成的基因型为Avya的小鼠表现为斑驳色,占比为1/2×1/2=1/4。
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